PTBiomecânica da artroplastia do joelho e a sua relação com o alinhamento protésico

• Autor(a) principal: Coutinho, Mauro Alexandre Nogueira
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/12547
• topic: Engenharia mecânica; Biomecânica; Articulações - Joelho; Artroplastia

O objectivo desta tese foi estudar os aspetos biomecânicos relacionados com os desvios angulares passíveis de ocorrer na osteotomia tibial proximal, aquando da artroplastia total do joelho, relacionando estes com potenciais efeitos clínicos. Os cortes ósseos na tíbia proximal para implantação do prato tibial são realizados através da utilização de um conjunto de guias e sistemas auxiliares, que permitem ao cirurgião orientar e posicionar os implantes relativamente aos eixos anatómicos do paciente. No entanto, por diferentes razões, podem ocorrer desvios no alinhamento dos cortes ósseos. Estes desvios, relativamente à posição teoricamente correta, além de alterarem a cinemática da articulação e, consequentemente, a mobilidade/estabilidade do paciente, podem, igualmente, modificar o modo de transferência de carga do implante para o osso de suporte. Procurou-se avaliar como diferentes magnitudes dos desvios angulares nos cortes ósseos na tíbia proximal nos planos frontal (varo-valgo) e plano sagital (antero-posterior) alteram a transferência de carga ao osso de suporte, aferindo, assim, potenciais riscos de reabsorção óssea por efeito de stress-shielding ou, mesmo, falência por sobrecarga do osso de suporte por efeito de fadiga. Para o efeito, foi realizada uma análise à articulação do joelho na sua vertente anatómica, biomecânica e artroplástica. De seguida, desenvolveram-se modelos experimentais, com recurso a uma tíbia em material compósito, onde diferentes desvios dos cortes ósseos no plano frontal foram gerados de uma forma incremental no lado medial (desvio varo), através da realização de cirurgias “in-vitro”. Nestes modelos, foram avaliadas as deformações principais no córtex nos lados medial e lateral da tíbia proximal. Numa fase posterior, procedeu-se ao desenvolvimento de modelos numéricos, onde foram simulados diferentes desvios no plano frontal e sagital, possibilitando, deste modo, a avaliação de parâmetros biomecânicos não passíveis de avaliação com recurso aos modelos experimentais precedentes, tais como deformações principais mínimas no osso esponjoso de suporte e tensão de von Mises no manto de cimento ósseo. Os resultados experimentais e numéricos obtidos evidenciaram uma aceitável correlação entre estes, demonstrando que os modelos numéricos são capazes de aproximar o comportamento dos modelos experimentais. Ambos os tipos de modelos, experimentais e numéricos, evidenciaram que o comportamento estrutural da tíbia não é imune à orientação e magnitude dos desvios nos cortes ósseos da tíbia proximal. Os resultados para os desvios angulares no plano sagital demonstraram um forte risco do efeito de stress-shielding e potencial reabsorção óssea a termo, quando estes ocorrem na orientação anterior, podendo colocar em causa a longevidade da artroplastia. Quando estes ocorrem na orientação posterior, pequenas inclinações até 3° não evidenciam qualquer risco para a durabilidade da artroplastia. No plano frontal, desvios em varo até 1° não alteram significativamente o comportamento da tíbia proximal, quando comparado com o modelo de referência a 0°, sendo, em algumas situações, até preferível, uma vez que origina uma distribuição de deformações idêntica em ambos os côndilos. Para desvios em varo ou valgo iguais ou superiores a 3°, a repartição de carga no osso altera-se de forma significativa, potencializando a ocorrência do efeito de stress-shielding e possível reabsorção óssea a médio-longo termo.